Vidéo - Fabriquer votre propre chaudière de mine. Construction de chaudières à eau chaude à combustible solide KV

Une chaudière est l'un des composants de tout système de chauffage. Il est conçu pour convertir l'énergie de combustion du carburant (dans le cas de chaudière à gaz ce combustible est du gaz) en chaleur pour chauffer le liquide, qui est ensuite fourni aux radiateurs de chauffage. Structure interne les chaudières à gaz modernes sont soumises à la décision tâche principale– garantir un maximum de confort et de sécurité d’utilisation tout en minimisant le contrôle humain obligatoire.

Avant de procéder à une description détaillée des principaux composants des chaudières à gaz, il est nécessaire de prêter attention à leur classification. Malgré le fait que toutes les chaudières sont conçues à peu près de la même manière, chaque type a ses propres caractéristiques spécifiques, qui nécessitent certaines modifications des pièces utilisées pour les supporter. Ainsi, les chaudières sont :

• Mur et sol. La version murale est plus compacte et pratique et est généralement utilisée dans les maisons privées. Avantage chaudière au sol est la possibilité de chauffer de grandes surfaces grâce à beaucoup plus de puissance. Par conséquent, ces unités sont le plus souvent installées dans des locaux industriels.
• Atmosphérique et turbocompressé. Le principe de fonctionnement d'une chaudière atmosphérique est le même que celui d'un poêle classique : l'air est prélevé dans la pièce et évacué dans une cheminée spécialement construite grâce au tirage naturel. Dans les modèles turbocompressés, la poussée est créée par un ventilateur intégré, la chambre de combustion est complètement fermée et l'air est extrait de la rue.
• Circuit simple et double circuit. Un appareil à un circuit est destiné uniquement au chauffage des pièces, la tâche chaudière à double circuit– fournir également de l’eau chaude aux résidents.
• Avec brûleur régulier ou modulant. La conception des chaudières à brûleur modulé implique réglage automatique d’électricité, ce qui entraîne des économies significatives sur la consommation de gaz.
• Avec allumage électronique ou piézocéramique. L'allumage électronique est plus pratique - l'allumage des vapeurs de gaz dans la chambre de combustion se produit sans intervention humaine, tandis que dans les systèmes à allumage piézoélectrique, vous devez appuyer à chaque fois sur le bouton correspondant.

Éléments de base d'une chaudière à gaz

Comme nous l'avons noté ci-dessus, la conception d'une chaudière à gaz est à peu près la même pour toutes ses versions. Cela signifie que les principaux composants à partir desquels les chaudières sont assemblées sont les mêmes :

• Brûleur à gaz. Présente un design perforé forme rectangulaire. À l'intérieur se trouvent des buses à travers lesquelles le gaz est fourni à la chambre de combustion. Les buses assurent une répartition uniforme de la flamme dans tout le brûleur, créant ainsi les conditions d'un chauffage le plus efficace du liquide de refroidissement à l'intérieur de la chaudière à gaz.
• Échangeur de chaleur - boîte en métal avec un radiateur intégré, à l'intérieur duquel se trouvent des tuyaux avec du liquide de refroidissement. Grâce à l'énergie des gaz de combustion, l'échangeur de chaleur s'échauffe et transfère de la chaleur au liquide. Une chaudière à circuit unique possède toujours un échangeur de chaleur ; une chaudière à double circuit peut en avoir deux : primaire et secondaire.
• Pompe de circulation. Fournit une pression de ligne chauffage au gaz Avec circulation forcée. Non présent dans tous les modèles de chaudières à gaz.
• Vase d'expansion. Sert à l'élimination temporaire du liquide de refroidissement lors de son chauffage et de son expansion intenses. A une capacité suffisante pour des conditions moyennes. Pour le chauffage grandes surfaces Un réservoir supplémentaire est souvent installé dans le système.
• Dispositif d'évacuation des produits de combustion. Pour les chaudières atmosphériques, le tuyau de sortie doit être raccordé à une cheminée séparée à tirage naturel. Les modèles turbocompressés sont équipés d'un double ; tuyau coaxial pour éliminer les déchets de gaz, dont le tirage est créé par un ventilateur intégré.
• Système d'automatisation. Il s'agit d'une unité de contrôle du fonctionnement de la chaudière, qui comprend un circuit électronique qui définit le mode de fonctionnement du système en fonction des lectures des capteurs connectés et intégrés.

Une modification spécifique d'une chaudière à gaz peut introduire certaines caractéristiques dans sa conception. Ainsi, par exemple, pour une unité à circuit unique, une chaudière externe peut être utilisée pour chauffer l'eau sanitaire, et le dispositif d'une chaudière à gaz à double circuit peut comprendre un échangeur de chaleur combiné dans lequel le liquide de refroidissement est préparé pour les deux circuits.

Examinons maintenant plus en détail les principaux composants des chaudières à gaz.

Brûleur à gaz

Selon le type de chaudière, le brûleur peut être atmosphérique ou forcé. Chaudières avec brûleurs atmosphériques moins cher, moins bruyant, mais peu performant. Les brûleurs sous pression, notamment dans le cadre d'une chaudière à gaz au sol, peuvent fournir une puissance allant jusqu'à plusieurs milliers de kilowatts.

De plus, les brûleurs sont divisés en :

• une seule étape ;
• en deux étapes;
• modulé.

Les plus efficaces sont les brûleurs modulés. Ils permettent de réguler en douceur la hauteur de la flamme et le degré de chauffage du liquide de refroidissement en fonction de la température ambiante et permettent des économies importantes de gaz combustible.

Échangeur de chaleur

Le principal indicateur de la qualité d’un échangeur de chaleur est le matériau dans lequel il est fabriqué.

La fonte est la plus fiable et la plus durable. Les échangeurs de chaleur en fonte peuvent fonctionner pendant plusieurs décennies, déterminant ainsi la longue durée de vie de l'ensemble de la chaudière à gaz. Ce matériau retient bien la chaleur, il est donc parfait pour un système de chauffage à double circuit. Les inconvénients de la fonte incluent sa fragilité et son poids élevé.

Les échangeurs de chaleur en acier ne se fissurent pas et ne se brisent pas en raison d'impacts inattendus ou de changements brusques de température. Mais ils brûlent beaucoup plus rapidement et sont sensibles à la corrosion. DANS modèles chers Les chaudières à gaz utilisent des échangeurs de chaleur fabriqués à partir de qualités d'acier spéciales, dont la durabilité est comparable à celle de la fonte. Souvent, pour prolonger leur durée de vie, les échangeurs de chaleur en acier sont recouverts d'une couche de cuivre à l'intérieur et d'une peinture spéciale résistante à la chaleur à l'extérieur.

Pompe de circulation et groupe hydraulique

Les paramètres de la pompe sont généralement sélectionnés par le fabricant en fonction de la puissance de la chaudière. Par conséquent, la pompe n’a pas d’impact majeur sur la qualité du produit dans son ensemble. Il convient de prêter attention au matériau des tuyaux à travers lesquels passent le liquide de refroidissement et l'eau à l'intérieur de la chaudière à gaz (dans le cas d'une unité à double circuit). Il est préférable qu'ils soient en cuivre ou en plastique de haute qualité. Vous pouvez également vous renseigner sur le fabricant de la pompe - c'est bien si c'est le cas entreprise bien connue, comme Grundfos, Gileks, Vortex et autres.

Vase d'expansion

C'est un élément important des chaudières à gaz. Le système de chauffage doit avoir un vase d'expansion dans lequel l'excès de liquide de refroidissement est évacué lorsqu'il est chauffé. La taille de ce conteneur est calculée à l'aide de méthodes spéciales ; elle peut être estimée à environ 10 % du volume du liquide total dans le système. Par conséquent, lors du choix d'une chaudière, il est conseillé de connaître la longueur de la conduite de chauffage et le volume requis du réservoir.

Il est important de noter que le volume du vase d'expansion est calculé uniquement par la quantité de liquide de refroidissement pour le système de chauffage. Par conséquent, les chaudières à circuit simple et à double circuit nécessitent le même volume de vase d'expansion.

Systèmes d'automatisation

L'automatisation intégrée contrôle le fonctionnement de la chaudière dans tous ses modes et comprend :

La connaissance des principes de construction d'une chaudière à gaz rendra le processus de choix plus simple et plus compréhensible et vous aidera à économiser de l'argent comme lors de l'achat. unité thermique, et pendant son fonctionnement.

Un élément d'une chaudière fixe conçu pour collecter et distribuer le fluide de travail, combinant un groupe de tuyaux, est appelé collectionneur.

Un élément de chaudière conçu pour collecter et distribuer le fluide de travail, séparer la vapeur de l'eau, purifier la vapeur et stocker l'eau dans la chaudière est appelé tambour.

Un élément de chaudière conçu pour transférer de la chaleur au fluide de travail ou à l'air est appelé surface chauffante.

La surface chauffante d'une chaudière qui reçoit de la chaleur principalement par rayonnement est appelée surface de chauffage par rayonnement.

La surface chauffante d'une chaudière qui reçoit de la chaleur principalement par convection est appelée surface chauffante par convection.

La surface de chauffe d'une chaudière fixe, située sur les parois du foyer et des conduits de fumée et les protégeant des températures élevées, est appelée écran.

Un groupe de tuyaux de la surface convective génératrice de vapeur d'une chaudière fixe, reliés par des collecteurs ou des tambours communs, est appelé poutre de chaudière.

Le tuyau de chaudière à travers lequel l'eau en circulation pénètre dans le collecteur de distribution de la conduite montante ou le tambour inférieur est appelé tuyau de descente.

Le tuyau de chaudière à travers lequel le mélange vapeur-eau est évacué du collecteur à tamis vers le tambour ou le cyclone à distance est appelé tuyau de sortie du tamis.

Un tuyau non chauffé à travers lequel le fluide de travail est transféré d'un élément de la surface chauffante à un autre est appelé tuyau de dérivation.

Le tuyau par lequel l'eau et la vapeur sont purgées ou évacuées des éléments de surface chauffante de la chaudière est appelé tuyau de purge.

Un dispositif permettant d'augmenter la température de la vapeur au-dessus de la température de saturation correspondant à la pression dans la chaudière est appelé surchauffeur.

Un appareil chauffé par des produits de combustion de combustible et conçu pour chauffer ou vaporiser partiellement l'eau entrant dans la chaudière est appelé économiseur.

Un dispositif permettant de chauffer l'air avec des produits de combustion de combustible avant de l'introduire dans le four de la chaudière est appelé aérotherme.

Un dispositif de chaudière conçu pour séparer l'eau de la vapeur est appelé dispositif de séparation.

Un dispositif permettant d'abaisser la température de la vapeur surchauffée est appelé désurchauffeur.

Une structure métallique porteuse qui prend la charge de la masse de la chaudière, en tenant compte des contraintes temporaires et charges spéciales et en fournissant les informations requises position relative les éléments de chaudière sont appelés cadre.

Un dispositif de chaudière conçu pour brûler du combustible organique, refroidir partiellement les produits de combustion et libérer des cendres est appelé foyer

Le four à chaudière conçu pour brûler du combustible organique en morceaux solides dans un lit est appelé foyer à couches.

Le four à couches de la chaudière, dans lequel le chargement du combustible et l'élimination des scories et des cendres sont partiellement mécanisés, est appelé foyer semi-mécanique.

Le four à couches de la chaudière, dans lequel le chargement du combustible et l'élimination des scories et des cendres se font manuellement, est appelé chemin de la main.

Le four à couches de la chaudière, dans lequel le chargement du combustible et l'élimination des scories et des cendres sont entièrement mécanisés, est appelé foyer mécanique.

Le four de chaudière dans lequel du combustible pulvérisé, liquide ou gazeux est brûlé dans une torche est appelé chambre de combustion.

Four à chambre de la chaudière avec circulation multiple du mélange air-carburant, obtenu formulaire spécial les parois du foyer, la disposition des brûleurs et la méthode d'alimentation en combustible et en air sont appelés foyer à vortex.

Le four à chambre d'une chaudière, dans lequel la majeure partie du combustible est brûlée dans un flux combustible-air rotatif, est appelé foyer cyclonique.

Le four chaudière, dans quelle partie combustible solide est brûlé dans la couche, et les fractions fines et les gaz inflammables sont brûlés dans un courant d'air au-dessus de la couche, appelé foyer à couche de torche.

La partie de la chaudière dans laquelle se produisent l'allumage et la combustion de la majeure partie du combustible est appelée chambre de combustion.

La partie de la chaudière dans laquelle le combustible brûle et les produits de combustion sont partiellement refroidis est appelée chambre de refroidissement.

Rétrécissement local coupe transversale les foyers de chaudières sont appelés en pinçant le foyer.

La partie de la chambre de combustion dans laquelle se produisent le chauffage, le séchage du combustible et parfois son allumage et sa combustion est appelée foyer.

La partie inférieure du four à chambre de la chaudière, destinée à éliminer les scories solides, est appelée entonnoir froid.

La partie inférieure du four chaudière, formée de surfaces ou grilles horizontales et légèrement inclinées, est appelée maison

Le canal conçu pour diriger les produits de combustion du combustible et accueillir les surfaces chauffantes de la chaudière est appelé cheminée.

La partie inférieure du conduit de fumée de la chaudière, destinée à collecter les cendres tombant du flux des produits de combustion du combustible, est appelée cendrier.

La trémie de collecte des scories solides, située sous l'entonnoir froid d'une chaudière fixe, s'appelle trémie à scories.

Un dispositif de collecte et d'élimination des scories fondues, situé sous le foyer d'une chaudière fixe, est appelé bain de scories.

Sur marché moderne une grande variété de modèles de chaudières de chauffage sont présentées. La différence fondamentale entre les différents modèles réside dans le vecteur énergétique qui alimente leur fonctionnement. Il peut s'agir de gaz, d'électricité, de combustible solide, de combustible liquide ou d'une combinaison de ceux-ci.

Cependant, l'appareil divers modèles très similaires, seules quelques nuances spécifiques diffèrent.

La chaudière de chauffage est élément clé système de chauffage. Il peut également être utilisé pour fournir de l’eau chaude dans la maison. Selon la fonctionnalité, il peut s'agir d'un circuit simple ou d'un circuit double. Les premiers sont destinés exclusivement au chauffage, les seconds au chauffage et au chauffage de l'eau.

Appareils de chauffage à circuit simple et double circuit

La conception d'un appareil à circuit unique comprend uniquement un circuit avec un liquide de refroidissement, qui assure le chauffage des radiateurs du système de chauffage. Le liquide de refroidissement peut être de l'eau ou de l'antigel. Pour assurer l'approvisionnement en eau chaude, vous devez vous connecter à appareil à circuit unique chaudière spéciale.

Si vous disposez d'une chaudière à double circuit installée, vous n'aurez pas besoin d'installer et de raccorder une chaudière supplémentaire. L'un d'eux assurera le chauffage du liquide de refroidissement du système de chauffage et le second, l'eau, qui sera fournie à la conduite d'alimentation en eau chaude.

Dans la plupart des cas, le gaz est utilisé comme vecteur énergétique pour une chaudière de chauffage. La popularité de ce type de carburant est associée à sa relative disponibilité et à son faible coût. Certains modèles d'équipements fonctionnant au gaz sont équipés de caméra fermée combustion. Dans ce cas, l’air ambiant ne sera pas utilisé pour la combustion du gaz. Cet appareil vous permet d'installer des équipements dans n'importe quelle pièce de la maison ; vous n'avez pas besoin d'une chaufferie séparée spéciale pour cela.

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Éléments principaux et auxiliaires de la conception de la chaudière

La distribution du carburant peut être effectuée via un collecteur spécial et, pour des raisons de sécurité, l'appareil est équipé d'un système de contrôle de flamme. Cela aide à prévenir les incendies ou les explosions de gaz. La conception de la chaudière comprend un brûleur avec des tiges spéciales pour l'évacuation de la chaleur. S'il ne s'agit pas équipement à gaz, puis à la place du brûleur se trouve un foyer ou un élément chauffant, selon le vecteur énergétique utilisé. Le boîtier est équipé d'une couche d'isolation thermique efficace, qui vous permet d'utiliser la chaleur avec un maximum d'avantages.

Doit inclure les éléments suivants :

• un système de contrôle de fonctionnement, qui comprend un indicateur de pression et des vannes de distribution, qui permettent de répartir uniformément l'alimentation en liquide de refroidissement chauffé à la fois vers les radiateurs les plus proches de la chaudière et vers les plus éloignés ;
• foyer, brûleur ou briquet piézo ;
• une spirale le long de laquelle le liquide de refroidissement se déplace ;
• transformateur d'allumage;
• interrupteur principal.

En plus des dispositifs de contrôle et éléments chauffants, appareil équipement de chauffage comprend un vase d'expansion et pompe de circulation. Le premier est conçu pour accepter le liquide de refroidissement, dont le volume augmentera après chauffage. Le second assure le mouvement du liquide de refroidissement à travers le système.

Les instruments combinés ont un design intéressant. Par exemple, si la chaudière peut fonctionner au gaz et au diesel, il suffit alors de remplacer la tête pour changer le combustible de travail. Chaudières combinées sont appropriés si vous envisagez de rééquiper le système de chauffage à l'avenir et de changer le principal type de combustible utilisé. Dans ce cas, vous n’aurez pas à remplacer le matériel.

Moderne appareils de chauffage sont équipés d'un tableau de bord qui vous permet de suivre facilement le bon fonctionnement de l'appareil. Même les chaudières à combustible solide peuvent être équipées de tels panneaux, comprenant des indicateurs de température, de pression, etc.

Ainsi, la conception des chaudières de chauffage modernes est constamment améliorée et devient de plus en plus fonctionnelle. Grâce à cela, le fonctionnement de n'importe quel modèle de chaudière est grandement simplifié.

La partie cylindrique de la chaudière est une continuation du foyer et se compose de plusieurs (généralement trois) fûts en acier rivetés ou soudés ensemble. Des conduits de fumée et de flammes y sont placés. Le matériau des fûts est de l'acier de chaudière. Épaisseur de tôle jusqu'à 20 mm. Les tambours sont reliés entre eux de plusieurs manières :

a) étagé et le diamètre du tambour central est inférieur aux diamètres des deux tambours extérieurs ;

b) télescopique, lorsque les tambours sont insérés séquentiellement les uns dans les autres ;

c) soudés - les tambours ont le même diamètre et sont placés bout à bout les uns aux autres (Fig. 14).

Dans la partie avant de la partie cylindrique se trouve une grille de tube avant conçue pour renforcer les extrémités avant des tuyaux de fumée et de flamme. Sur les locomotives modernes, la plaque tubulaire avant est un disque découpé dans la fonte de la chaudière. La grille avant est fixée au tambour par un rivet ou une soudure (Fig. 15).

Une hotte vapeur est installée sur le deuxième tambour. Les gaz chauds du foyer s'écoulent à travers les tuyaux dans la chambre de fumée, cédant une partie de leur chaleur à l'eau qui lave les tuyaux de l'extérieur et à la vapeur circulant à travers les éléments du surchauffeur.

La vapeur formée dans la chaudière monte vers l'espace vapeur supérieur non rempli d'eau et vers la hotte vapeur. La hauteur de l'espace vapeur est de 1/5 à 1/7 du diamètre de la chaudière. Plus l'espace de vapeur est grand, plus le processus de sélection de la vapeur de la chaudière est uniforme et plus la formation de vapeur est calme, donc plus la vapeur extraite est sèche.

Le transfert de chaleur dans la partie cylindrique de la chaudière est moins intense que dans le foyer. Cela est dû au fait que la différence de température entre les gaz dans le four et l'eau dans la chaudière est plus élevée que dans la partie tubulaire. Dans le foyer, la chaleur est transférée par rayonnement, et dans la partie tubulaire par convection, c'est-à-dire contact des gaz chauds avec les parois des tuyaux.

Les tubes de fumée (Fig. 16) et les tubes à flamme servent à éliminer les produits de combustion du four d'une locomotive à vapeur et forment en même temps la surface chauffante de la chaudière. Les tubes à flamme servent également à loger des éléments du surchauffeur. Les conduits de fumée et de flamme sont fabriqués sans soudure en acier à faible teneur en carbone. Pour renforcer les tuyaux, des trous cylindriques sont percés dans les grilles de la chaudière. Dans le même temps, les diamètres des trous dans les grilles avant sont 3 à 4 mm plus grands que le diamètre extérieur des tuyaux, ce qui facilite l'installation et le retrait des tuyaux lors des réparations. Dans les grilles de tubes arrière, les trous pour les tuyaux sont plus petits que leur diamètre extérieur : pour ceux de type fumée - de 9 à 11 mm, et pour ceux de type flamme - de 9 à 20 mm.

Avant de placer les tuyaux dans la chaudière, les extrémités avant sont étalées et les extrémités arrière sont comprimées à la taille des trous dans les plaques tubulaires. La compression des extrémités arrière des canalisations améliore la circulation de l'eau à la surface de la plaque tubulaire arrière et permet de mieux la détartrer lors du rinçage de la chaudière. La répartition et la compression des trous pour les conduits de fumées et de flammes dans les plaques tubulaires avant et arrière sont réalisées de telle sorte que les conduits de la chaudière s'étendent en éventail vers la grille avant, vers le haut et sur les côtés de l'axe vertical. Ceci est nécessaire pour assurer un placement plus libre des tuyaux dans la chaudière et améliorer l'évacuation des gaz du foyer. De plus, en raison du plus grand diamètre des tuyaux à l'avant, plus d'espace est nécessaire pour leur emplacement.

Avant d'être placés dans la chaudière, les conduits de fumée et de flamme du côté de la grille arrière sont sertis en deux étapes et du côté de la grille avant, ils sont élargis. Les détails sur les méthodes de sertissage, de distribution et les outils utilisés seront abordés dans la section sur la réparation d'une chaudière de locomotive.

Pour mieux renforcer les extrémités des conduits de fumée et de flamme, des bagues d'espacement en cuivre sont placées dans les trous de la grille arrière et évasées, puis les extrémités des conduits sont insérées dans les trous, eux aussi évasés (Fig. 17).

Ensuite les extrémités des tuyaux sortant de la grille sont pliées à 45° et perlées. Ensuite, les côtés des tuyaux sont soudés à la grille (Fig. 18), lorsque la chaudière est remplie d'eau chauffée à t = 40-60°C.

Dans la grille avant, les tuyaux sont installés sans entretoises en cuivre, non perlées ni échaudées ; les extrémités avant saillantes des conduits de fumée et de flamme sont évasées et courbées à leur extrémité.

Les tubes de fumée sur la plupart des locomotives à vapeur modernes sont décalés le long des sommets du diamant en rangées verticales. De plus, ils sont placés entre les rangées de tubes de fumée et le long des bords de la grille.

La hotte vapeur (Fig. 19) est un réservoir, qui constitue le point le plus élevé de l'espace vapeur, sert de collecte de la vapeur la plus sèche et est installé sur le deuxième tambour de la partie cylindrique de la chaudière. Depuis la hotte à vapeur, la vapeur est acheminée vers la machine à vapeur. Sur les locomotives à vapeur Em, le capuchon à vapeur était réalisé riveté ; sur les locomotives à vapeur Er, il était réalisé embouti sur une presse à partir d'une seule tôle d'acier de chaudière d'une épaisseur de 15 à 20 mm. Le dessus de la hotte à vapeur est fermé par un couvercle placé sur une bague d'espacement en cuivre et fixé avec des goujons et des écrous.

Afin de réduire les pertes dues au refroidissement externe, la chaudière de la locomotive, à l'exception de la boîte à fumée, est recouverte d'une couche d'isolation thermique. Pour isoler une chaudière de locomotive, on utilise de l'amiante, de la terre de diatomées et de la chaux, qui ont un faible pouvoir calorifique. Matériau d'isolation thermique réalisé sous forme de dalles d'une épaisseur de 40 à 60 mm. Les dalles sont fixées à la chaudière à l'aide d'un cadre métallique et les espaces entre les grilles sont scellés avec un revêtement en vulcanite.

Avant revêtement matériau isolant La surface de la chaudière est peinte. Un composé d'amiante est d'abord appliqué sur la surface extérieure de la chambre de combustion, puis des dalles d'amiante-ciment vulcanite sont posées. Aux endroits où il est impossible de poser des dalles, appliquer une couche de revêtement isolant à une pression de vapeur dans la chaudière de 0,2-0,3 MPa.

Au-dessus de la couche isolante, la chaudière de la locomotive est recouverte d'un boîtier en tôle d'une épaisseur allant jusqu'à 1,5 mm. Le boîtier de la chaudière protège la couche isolante des dommages. Le boîtier est fixé par des crémaillères soudées aux parois de la chaudière, puis par des bandes de fer et des vis.

La boîte à fumée (Fig. 20) est conçue pour accueillir un cône, des tuyaux d'entrée et de sortie de vapeur, des pare-étincelles, un collecteur, un surchauffeur et un siphon, et est également une chambre où se forme le vide nécessaire pour créer un flux d'air. à la grille et pour une combustion intensive du combustible .

Les dimensions de la boîte à fumée doivent être suffisantes pour accueillir les éléments spécifiés et, en outre, il y aura le volume libre nécessaire au passage des gaz et à la création d'un tirage uniforme.

La boîte à fumée est une structure soudée ou rivetée et se compose de deux tôles : celle supérieure de 13 mm d'épaisseur et celle inférieure de 17 mm d'épaisseur, formant un tambour cylindrique. La partie inférieure de la boîte à fumée est constituée de tôles plus épaisses pour donner solidité et rigidité au support de la chaudière. Pour éviter la déformation et la brûlure feuille inférieure Afin d'éviter l'accumulation de fumées au fond de la boîte à fumée, une feuille de protection jusqu'à 20 mm d'épaisseur y est rivetée ou soudée.

À l'avant, la boîte à fumée est fermée par une tôle pignon ou une paroi avant, qui contient une porte d'un diamètre allant jusqu'à 1500 mm pour la production réparations en cours et inspection des équipements qui s'y trouvent.

Pour nettoyer la boîte à fumée des fumées, un tuyau de nettoyage des déchets 16 d'un diamètre de 180 mm avec une vanne placée entre les brides du tuyau est installé en dessous.

La boîte à fumée des locomotives L, E a, m, E r est équipée d'un dispositif d'extinction d'étincelles autonettoyant, où les gaz évacués des tubes de fumée et d'incendie, heurtant un écran réfléchissant vertical, créent un mouvement de vortex et, en passant à travers le treillis d'extinction d'étincelles, sont dirigés vers cheminée. Les grosses particules de suie sont arrachées du maillage et soumises à un écrasement supplémentaire dans le flux général de gaz, de sorte que le flux de gaz semble balayer les petites particules de suie.

Le tuyau de fumée 5 est installé au sommet de la boîte à fumée et sert à éliminer les produits de combustion et à évacuer la vapeur dans l'atmosphère.

La partie inférieure du tuyau, située dans la boîte à fumée, est reliée à une douille 3 qui se dilate vers le bas pour diriger les chaînes de vapeur d'échappement et les produits de combustion du carburant. Le tambour de la boîte à fumée comporte des découpes spéciales pour l'installation d'une cheminée, d'un cône, de tuyaux d'entrée et de sortie de vapeur.

Le volume de la boîte à fumée affecte la pulsation des gaz lorsque la vapeur s'échappe du cône : plus le volume est grand, plus la pulsation est faible, plus la combustion du carburant est uniforme.

La boîte à fumée est reliée par des boulons à prisme à la bride en forme de selle du bloc-cylindres et sert de fixation rigide de la chaudière au châssis de la locomotive.

Un tirage artificiel de gaz est créé dans la boîte à fumée en raison de la libération de vapeur d'échappement dans une machine à vapeur à travers un cône et une cheminée, l'étanchéité de la chambre est donc extrêmement importante.

La dépressurisation de la boîte à fumée est déterminée de la manière suivante : ouvrez le siphon à pleine puissance et utilisez une torche pour contourner les endroits où de l'air peut s'infiltrer par les fuites. Ces endroits sont marqués à la craie et lors de la réparation d'une locomotive à vapeur, ils sont éliminés en soudant et en remplaçant les boulons et les pièces défectueux. Pour sceller la grande porte, du carton amiante est posé entre celle-ci et la garniture du conduit de cheminée. Pour empêcher l'air extérieur de s'infiltrer dans la boîte à fumée, les fuites entre les tuyaux de production de vapeur et les bords des trous de la chambre à fumée sont scellées avec des joints en acier avec des joints en amiante.

L'étanchéité des liaisons entre les canalisations d'arrivée de vapeur et les éléments du surchauffeur avec collecteur est vérifiée sur locomotive chaude par démarrage de vapeur, car son passage aggrave le vide dans la boîte à fumée. Une bonne étanchéité de la boîte à fumée contribue à une combustion intense du carburant, à sa consommation économique et à une production élevée de vapeur de la chaudière de la locomotive.

L'activité principale du Groupe d'entreprises KANEX est la fabrication et la fourniture de pièces détachées pour chaudières à vapeur centrales thermiques et autres chaudières, équipements auxiliaires et canalisations. Les principaux sites de production du holding sont l'usine Shchekinsky de chaudières, d'équipements auxiliaires et de canalisations, l'Association de construction de machines de Kyshtym et l'entreprise Ozerskkhimprom.

Les chaudières à vapeur sont conçues pour fonctionner dans le cadre d'unités de puissance de centrales thermiques et de centrales de cogénération. La durée de vie des composants des chaudières à vapeur est limitée par les ressources de conception et est déterminée par les conditions de fonctionnement de l'équipement. Pendant le fonctionnement des équipements de centrale thermique, des blocs individuels et des composants de chaudières doivent être remplacés périodiquement. Il s'agit d'une situation normale, même pour les équipements de la plus haute qualité, car différents composants peuvent avoir période différente opération en vigueur raisons objectives. Surtout pour de tels cas, les entreprises de notre holding produisent des pièces de rechange et des composants pour la réparation des chaudières et proposent diverses options modernisation des équipements de chaudière.

Types de composants fournis pour les chaudières à vapeur :

1. Châssis de chaudière.

Le cadre d'une chaudière est une structure métallique qui prend la charge du tambour, des surfaces chauffantes, du revêtement, des plates-formes et des escaliers et d'autres éléments de la chaudière et la transfère aux fondations ou aux structures du bâtiment. Le châssis d'une chaudière moderne à haut débit de vapeur est doté conception complexe et se compose de colonnes verticales les reliant par des fermes horizontales, des poutres et des contreventements diagonaux. Le sommet des colonnes est relié par une poutre de support (spinale) et un plafond. Presque tous les éléments de la charpente : colonnes, fermes, poutres et liaisons sont reliés par soudage, ce qui assure la stabilité et la solidité de la charpente. Seules les poutres susceptibles de créer des contraintes supplémentaires significatives dans les poteaux lors de la dilatation thermique ou de la flexion sont librement supportées sur le cadre et boulonnées à travers des trous ovales.

2. Tambour de chaudière.

Dans une chaudière à circulation naturelle ou forcée, la génération de vapeur se produit dans un tambour, qui est un récipient cylindrique d'un diamètre allant jusqu'à 1,8 m avec une épaisseur de paroi allant jusqu'à 100 mm ou plus et une longueur allant jusqu'à 30 m. grand nombre tuyaux de montée et de descente du circuit de circulation, l'eau d'alimentation est fournie et un surchauffeur est connecté. Le tambour est monté sur le châssis de la chaudière à l'aide de supports à rouleaux, qui assurent la libre expansion du tambour lorsqu'il est chauffé. Des dispositifs de séparation de vapeur sont situés à l'intérieur du tambour.

3. Tuyaux d'évacuation.

Ils sont utilisés pour alimenter en eau les tuyaux de tamis du four à partir du tambour de la chaudière. Pour la fabrication de tuyaux de drainage, on utilise principalement des tuyaux en acier de nuance 20 d'un diamètre de 83 à 159 mm.

4. Écrans de four.

Les éléments constitutifs sont-ils chambre de combustion. Les pare-feu ont à la fois une double fonction : ils servent de surfaces de fermeture et de surfaces chauffantes. Les grilles de chaudière sont généralement constituées de tuyaux lisses reliés par soudage. En plus du fait que les écrans perçoivent la chaleur du foyer, ils protègent le revêtement des parois du foyer de l'influence destructrice haute température Et exposition chimique laitier liquide. La température du revêtement derrière les tuyaux grillagés dans les chaudières modernes ne dépasse pas 500 ⁰C, ce qui facilite le revêtement et augmente sa durée de vie. Tuyaux de tamis des chaudières modernes haute pression Avec circulation naturelle avoir O.D. 60 mm, chaudières moyenne pression - 83 mm, jeu entre les tuyaux - 4 et 19 mm, respectivement. Les extrémités des tubes grillagés sont soudées aux raccords des collecteurs horizontaux section ronde fabriqués à partir de tuyaux à paroi épaisse, ou directement au collecteur.

5. Surchauffeur de plafond.

Il fait partie de la structure de la chaudière. Elle est classée comme surface chauffante par rayonnement qui absorbe la chaleur des gaz, principalement due au rayonnement. Fabriqué à partir de tuyaux en acier d'un diamètre de 32 à 60 mm et d'une épaisseur de paroi de 4 à 6 mm.

La partie rayonnante du surchauffeur, située sur les parois et le plafond de la chambre de combustion, perçoit la chaleur rayonnante et n'est pas très différente dans sa conception des écrans - elle est constituée de tuyaux soudés à des collecteurs de section circulaire. Dans chaque panneau de la partie radiante du surchauffeur, la vapeur se déplace à travers des tuyaux, d'abord de haut en bas, puis à travers le collecteur inférieur, elle pénètre dans d'autres tuyaux, à travers lesquels elle est dirigée vers le haut. À plusieurs endroits sur la hauteur des tuyaux, des supports de guidage sont installés, fixés aux poutres du cadre ; ces fixations n'empêchent pas le mouvement vertical des tuyaux lorsque leur température change. La fixation des tuyaux de plafond horizontaux ne doit pas non plus gêner leur allongement thermique. Ces tuyaux sont suspendus à des tiges pour plafond cadre.

6. Surchauffeur de vapeur à écran.

Il s'agit d'un appareil conçu pour chauffer la vapeur à une température supérieure à la saturation en absorbant la chaleur rayonnante de la chambre de combustion. Structurellement, le bloc ShPP est réalisé sous la forme d'emballages à plusieurs rangées (écrans) constitués de tuyaux en acier pliés (diamètre du tuyau 32-38 mm), combinés par une chambre d'entrée et de sortie.

La partie semi-radiative du surchauffeur (écran), située en partie haute du four et dans le conduit de gaz horizontal, perçoit à la fois la chaleur rayonnante due au rayonnement et la chaleur transférée par convection. Sur les chaudières à charbon pulvérisé, des écrans verticaux sont installés, moins sensibles aux scories, et sur les chaudières à gazole, des grilles horizontales sont installées.

7. Surchauffeur à convection.

Il s'agit d'un dispositif conçu pour surchauffer la vapeur à la température requise en absorbant la chaleur convective de la chambre de combustion. Structurellement, le bloc de boîte de vitesses est un système de tuyaux en acier (bobines) combinés dans une chambre d'entrée et de sortie. La boîte de vitesses est l'un des composants les plus critiques de la chaudière et fonctionne dans des conditions difficiles. conditions de température. En fonction des paramètres de sortie de vapeur surchauffée, la boîte de vitesses est en acier allié ou fortement allié.

La partie convective du surchauffeur est située dans un conduit de gaz horizontal et dans un puits convectif. Dans les chaudières moyenne pression, dans lesquelles seulement 20 % de la chaleur totale est consommée pour surchauffer la vapeur, l'ensemble du surchauffeur est situé dans un conduit horizontal.

8. Microblocs.

Ils appartiennent à la partie convective de la chaudière et servent à surchauffer la vapeur à la température requise en absorbant la chaleur convective de la chambre de combustion. Structurellement, les microblocs sont un système de bobines d'acier combinées à une chambre d'entrée et de sortie. Généralement, pour la production de microblocs, des tubes en acier de qualité 12Х1МФ, 12Х18Н12Т sont utilisés.

9. NRF, SRCh, VRF des chaudières à passage unique.

Dans les chaudières à passage unique, il est d'usage de distinguer les parties de rayonnement inférieure (NRF), moyenne (SRCh) et supérieure (URCh) dans les écrans. Pour la fabrication de grilles pour chaudières à passage unique, on utilise généralement des tuyaux d'un diamètre extérieur de 32, 38 et 42 mm. Des panneaux avec des tuyaux verticaux droits et des panneaux multi-boucles sont utilisés. Les panneaux tubulaires à passage unique et à passages multiples sont largement utilisés dans les chaudières modernes à passage unique. La partie inférieure de rayonnement (LRP), située dans la zone du noyau de la torche, où un échauffement irrégulier est particulièrement à craindre tuyaux individuels, constitué de panneaux à passage unique. Les niveaux supérieurs d'écrans (SRCh, VRF) disposent de panneaux multi-passes.

10. Économiseur d'eau.

Il s'agit d'un élément de chaudière conçu pour préchauffage eau de chaudière en raison de la chaleur des gaz de combustion. Le VEC est une structure de bloc composée de rangées de packs de bobines, d'une chambre d'entrée et d'une chambre de sortie. Les chaudières modernes utilisent des économiseurs d'eau de type bouillant, dans lesquels l'eau est non seulement portée à la température d'ébullition, mais également partiellement transformée en vapeur saturée. Les économiseurs sont réalisés sous la forme d'ensembles de tuyaux installés dans la gaine convective de la chaudière le long du flux de fumées derrière le surchauffeur de vapeur convectif. Les colis sont constitués de bobines constituées de tubes d'un diamètre extérieur de 25 à 42 mm, soudés aux raccords ou directement au collecteur.

11. Aérotherme.

Il s'agit d'un dispositif conçu pour préchauffer l'air fourni au four de la chaudière afin d'augmenter l'efficacité de la combustion du carburant et, par conséquent, accroître l'efficacité chaudière Dans les chaudières fonctionnant au combustible pulvérisé, le séchage s'effectue également avec l'air chaud provenant du filtre à air alimenté en air. Les aérothermes sont divisés en deux types : récupératifs (tubulaires) et régénératifs (rotatifs).

11.1. Aérotherme tubulaire.

Un aérotherme tubulaire se compose d'éléments individuels (cubes), dans lesquels des lignes droites verticales tuyaux en acier 51×1,5 ou 40×1,5 mm, disposés en damier, sont soudés à leurs extrémités sur des plaques tubulaires horizontales. Se déplacer à l'intérieur des tuyaux gaz de combustion, et l'air passe entre les tuyaux dans une direction horizontale. En règle générale, plusieurs colonnes de réchauffeurs d'air sont installées sur la largeur de la chaudière et plusieurs cubes sont installés verticalement. L'air passe d'un cube à l'autre à travers des boîtes de dérivation. Pour une indemnisation dilatation thermique Pour l'aérotherme, un compensateur à lentille externe est installé, soudé en bas au cube supérieur, et en haut au cadre de gainage. Dans les aérothermes d'une hauteur supérieure à 3 m, des compensateurs latéraux supplémentaires sont installés entre les plaques tubulaires supérieures et les parois extérieures de la gaine de convection.

11.2. Aérotherme régénératif.

Les chaudières modernes sont équipées de deux ou plus grand nombre aérothermes à régénération d'un diamètre de 6,8 ou 9,8 m, connectés en parallèle. Chaque appareil de chauffage à air régénératif se compose de : un boîtier, un rotor cylindrique qui tourne lentement autour de l'axe vertical des tuyaux d'air et de gaz qui fournissent et évacuent l'air et les gaz de combustion.

Lorsque le rotor tourne, les plaques d'acier verticales situées dans le rotor sont alternativement chauffées par le flux de fumées passant entre elles, puis refroidies dans le flux d'air et libèrent dans l'air la chaleur qu'elles ont précédemment reçue. Le rotor est composé de grand nombre sections en forme de coin contenant des plaques verticales fixées par un cadre. La forme des plaques assure la formation d'espaces entre elles pour le passage alterné des fumées et de l'air. Le moteur électrique entraîne le rotor via une boîte de vitesses et une roue-lanterne constituée de rouleaux verticaux (langes) situés autour de la circonférence du rotor. Une telle lanterne, bien que non rigide, peut fonctionner de manière fiable en présence de certaines imprécisions dans la fabrication du rotor. Pour empêcher l'air de circuler dans les fumées, l'appareil est doté d'un joint périphérique torique, d'un joint torique interne autour de l'arbre vertical et de joints radiaux entre les boîtes à gaz et à air. Tous ces joints sont installés aussi bien en haut qu'en parties inférieures rotor.

12. Unité de condensation.

Les chaudières à condensation fonctionnent selon un principe connu il y a plus de cent ans. Utilisation efficace Cette méthode a commencé assez récemment. Il est devenu possible d'utiliser des alliages non sujets à la corrosion dans la fabrication de chaudières de chauffage, ainsi que l'utilisation de différentes qualités d'acier inoxydable.

Un ventilateur est installé devant le brûleur, qui aspire le gaz du gazoduc, le mélange avec l'air et dirige le mélange combustible de travail dans le brûleur. Les gaz de combustion sont évacués par des cheminées coaxiales pipe-in-pipe, fabriquées en plastique résistant à la chaleur. La pompe à commande automatique optimise la puissance du système de chauffage, économise de l'énergie et réduit le bruit du liquide de refroidissement circulant dans le système de chauffage.

13. Tuyaux de transfert de vapeur.

Ce sont des éléments de canalisation fonctionnant sous pression. Ils sont fabriqués à partir de tuyaux d'un diamètre de 108 à 133 mm. La qualité de l'acier utilisée et l'épaisseur de la paroi du tuyau dépendent des paramètres dans lesquels le tuyau fonctionne. Généralement, les nuances d'acier sont utilisées pour la fabrication de tuyaux de transfert de vapeur : 20, 12ХМФ, 12Х1МФ, 15ГС et similaires.

14. Collectionneurs.

Il s'agit d'éléments de chaudière destinés à collecter ou à distribuer le fluide de travail ; ils constituent une structure cylindrique soudée en acier à paroi épaisse et combinent un groupe de tuyaux. Selon leur destination, les collecteurs sont divisés en collecteurs de vapeur, d'eau, de surchauffeur et de collecteurs de petit diamètre, généralement utilisés pour les économiseurs. Les collecteurs sont fabriqués à partir de tuyaux en acier de qualité : 20, 15GS, 15ХМ, 12Х1МФ, 15Х1М1Ф.

15. Désurchauffeurs.

Représenter systèmes d'échange de chaleur, conçu pour abaisser la température de la vapeur surchauffée dans le bloc chaudière ou devant la turbine.

Les désurchauffeurs sont généralement installés dans un collecteur intermédiaire. Selon l'emplacement des désurchauffeurs dans la chaudière et le type d'échange thermique qui s'y déroule, on distingue les désurchauffeurs à rayonnement, à rayonnement convectif, à écran et à convection. Tous les désurchauffeurs, selon le principe de refroidissement à la vapeur, sont divisés en surface et à injection.

Les désurchauffeurs de surface utilisent le refroidissement par vapeur en éliminant la chaleur de la vapeur avec de l'eau d'alimentation, qui passe à travers les tubes d'un échangeur de chaleur.

Les désurchauffeurs à injection utilisent le refroidissement de la vapeur en éliminant la chaleur de la vapeur avec de l'eau d'alimentation, qui est directement injectée dans l'appareil.

16. Bloquez les brûleurs automatisés.

Ils se caractérisent par une large plage de puissance calorifique - 10...20 000 kW et sont conçus pour fonctionner au gaz naturel et liquéfié, aux combustibles liquides légers et au fioul. Les brûleurs combinés brûlent des combustibles gazeux et liquides.

Le dispositif de brûleur est conçu pour la combustion de matières naturelles et gaz liquéfié et est équipé des équipements suivants : robinet à bille pour l'alimentation en gaz ; pressostat de gaz; multibloc à gaz multifonctionnel, qui contient un filtre (piège à saletés), deux vannes magnétiques et un régulateur de pression de gaz. Le gaz pénètre dans le conduit de flamme par le canal de connexion.

17. Embrasures du brûleur.

Ils constituent un élément structurel des parois des blocs de combustion. Ils servent de structure pour placer le dispositif de brûleur de la chaudière.

18. Ensemble chaudière.

Des volets de fumée (volets) sont installés dans les conduits de fumée derrière chaque chaudière, à l'aide desquels le tirage est régulé. Les trappes et les trous d'homme sont utilisés pour l'inspection, la réparation ou le nettoyage des surfaces internes chauffage Dans la partie supérieure du four ou du conduit de fumée des chaudières fonctionnant au combustible gazeux ou liquide, des soupapes d'explosion sont installées, qui servent à protéger le revêtement du four et de la chaudière de la destruction lors d'une explosion.

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